Rekombinant DNA (deoxiribonukleinsyra) är en syntetisk typ av nukleinsyra som skapas genom koppling av DNA sekvenser tillsammans som inte naturligt skulle existera under normala omständigheter och miljö betingelser.
Processen att framställa rekombinant DNA utförs vanligtvis med en rekombinant plasmid. Specifikt är det gjort genom ett avancerat DNA-teknologiförfarande inom biologi och genetik som kallas genkloning. Rekombinant DNA placeras i en cell som sedan producerar ett helt nytt protein och används för att syntetisera läkemedel, antikroppar eller specifika proteiner för forskning.
Introduktion om rekombinant DNA-teknik
DNA från en donatororganism eller biologisk källa extraheras först från celler och utsätts sedan för en skärprocess som kallas enzymatisk begränsning. Detta genererar fragment av DNA som innehåller genen eller generna av intresse. Dessa fragment kan sedan "klonas" (dvs införas) eller fastna på fragment från mottagarorganismen.
De införs därefter i större DNA-molekyler (en "rekombinant plasmid"), som placeras i en bakterie och får multiplicera. Det rekombinanta DNA: t utvinns sedan och verifieras.
Läs mer om för- och nackdelar med rekombinant DNA-teknik.
DNA-isolering
DNA måste först extraheras och renas från andra cellulära molekyler, såsom ribonukleinsyror (RNA), proteiner och strukturer som cellmembran. För kloningsändamål erhålls DNA från kärnan och är känt som "genomiskt DNA." En vanlig metod för DNA extraktion sker genom ultracentrifugering av cellkomponenter i en densitetsgradient bestående av etidiumbromid i cesium klorid.
Alternativt kan en serie alkaliska och saltbuffertvättar också användas för att utvinna DNA. När detta väl har fällts ut och rengjorts från alla andra oönskade föroreningar kan DNA skäras i fragment.
Restriktionsenzym Digestion of DNA
Restriktionsenzymer är enzymer som skär upp mycket specifika DNA-sekvenser; de används för att skapa unika DNA-fragment. Denna process säkerställer att inga felaktiga, felaktiga eller oönskade sekvenser genereras och blir av misstag införlivas i det slutliga rekombinanta DNA: t, vilket kan resultera i både experimentellt misslyckande och celldöd.
För att generera de önskade DNA-fragmenten används en specifik (eller kombination av) enzym (er) för att skära upp eller smälta DNA. Fragmenten renas sedan med gelelektrofores, som separerar dem från det oönskade DNA: t. En grovare DNA-teknologimetod innebär helt enkelt mekanisk klippning, som sliter upp de längre DNA-segmenten i mindre som kan användas för kloning.
DNA-ligering
Ligering är processen att klibba eller sammanfoga donator- och mottagar- (eller vektor) DNA-fragment för att skapa en rekombinant plasmid-DNA-molekyl. Helst skulle de restriktionsenzymer som valts för att skapa fragmenten ha varit mycket noggrant genomtänkta och utformade så att de låter dessa bitar sättas ihop som ett pussel.
För att göra detta föredras restriktionsenzymer som producerar kompatibla "klibbiga ändar" så att alla kompatibla fragment naturligt förenas med varandra. Annars kan DNA-ligasenzymet användas för att förena DNA-segmenten med fosfodiesterbindningar.
Rekombinant DNA-replikering
Processen med transformation eller värmechock används för att placera den rekombinanta DNA-molekylen i en värdbakteriecell, som sedan kan generera många kopior av det syntetiska DNA: t. Dessa bakterier odlas på agarplattor, odlas upp i speciella bakteriell buljonger och lyseras sedan för att frigöra det rekombinanta DNA: t. Slutligen kan DNA verifieras genom DNA-sekvensering, funktionella experiment och restriktionsenzymsmältning.
Användningar för rekombinant DNA
Rekombinant DNA-teknik används för allt från akademiska laboratorieexperiment till skapande av läkemedel. Det är också en viktig del av DNA-sekvensering och genidentifiering.
Du kan läsa mer om det här DNA-teknik här.
Läs mer om skillnaden mellan rekombinant DNA och genteknik.
